Новости Наука Учеба Контакты САУ Друзья
НовостиНаукаУчебаКонтактыСАУДрузья
Публикации Лаборатория электроники Завершенные проекты

Лабораторный стенд «Автоматизированное управление объектами на железной дороге»

Опубликовано: 10 декабря 2010 г.

Проект представляет собой макет железной дороги с 2-я локомотивами фирмы ROCO. Локомотивы, представляют собой устройство, содержащее внутри себя микроконтроллер, двигатель, светодиоды, которые играют роль фар. Через специальный преобразователь напряжения, микроконтроллер питается через рельсы и получает оттуда команды для управления двигателем и светом.

Для того, что бы можно было питать аппаратуру внутри локомотива, а так же передавать команды по 2-м проводникам, разработчикам пришлось прибегнуть к инженерной хитрости. По рельсам, от силового блока непрерывно пульсирует +-14В.

Схема питания локомотива содержит в себе диодный мост и конденсатор большой ёмкости, это обеспечивает нормальное питание микроконтроллера, а вот один из выводов АЦП, встроенного в микроконтроллер, подключен через специальную цепь сопряжения к рельсам и микроконтроллер непрерывно считает импульсы и их длину. Таким образом, изменяя длину импульса, локомотив принимает с рельс либо логический «0», либо логическую «1», что позволяет формировать управляющую команду для локомотива.

Благодаря такой системе передачи данных, по одному и тому же треку, состоящему, грубо говоря, из 2-х проводников, можно управлять огромным количеством локомотивов (производителем заявлено 9999). Кстати говоря, электрические стрелки, питаются и управляются по тому же принципу, что и локомотивы.

Из всего выше изложенного следует, что для управления всей периферией железной дороги необходим протокол, который должен поддерживаться каждым устройством. Такой протокол был разработан NMRA – Национальная Ассоциация Железнодорожного Моделирования США. NMRA так же разработала ряд других протоколов, которые описывают более высокий уровень управления железной дорогой. NEM 671 описывает стандарт передачи данных для цифрового управления.

Каждое устройство подключенное к треку, будь то локомотив, стрелка, светофор или вокзал имеет свой адрес, таким образом, командная станция формирует пакет, содержащий в себе адрес устройства, функцию которую оно должно выполнить и контрольную сумму, для удостоверения правильной доставки пакета. Устройство, которое распознало свой адрес, обрабатывает запрос, проверяет контрольную сумму, и если всё нормально, отвечает командной станции об успехе увеличением потребления тока на 60ма. Таким образом организуется обратная связь.

Идущий в комплекте с дорогой пульт управления multiMAUS, позволяет производить весь процесс управления треком, локомотивами и стрелками. Пульт довольно удобен и гибок в настройке. Однако, управлять с одного пульта всем процессом движения на железной дороге очень сложно. И когда на треке появляется более 2-х локомотивов, практически неизбежна авария.

Для этого и была поставлена задача, разработать устройство, которое могло бы заменить или взаимодействовать с пультом так, что бы полностью автоматизировать все процессы протекающие на железной дороге.

Тут конечно, возникает вопрос: «Зачем же кафедре систем автоматического управления, казалось бы детская игрушка?». Дело в том, что уже очень давно учёные-психологи доказали, что больше всего знаний приходит к нам в процессе игры или развлечения. Не с проста, природой заложено в детях тяга к играм.

Таким образом разработав систему автоматического управления для модели, в дальнейшем её можно будет использовать как лабораторный стенд, для показа студентам, как и куда можно применять автоматические системы. Предоставив учащимся возможность управлять процессами протекающими на треке, дать им составить программу движения поездов, включения света в домиках, велика вероятность, что их это привлечёт и придаст стимул для изучения систем автоматизации.

На данный момент поставлены следующие задачи:

  • Разработка устройства и прошивки для соединения ПК с протоколом XpressNet. ( В данный момент применено устройство мониторинга предоставленное Ивановым Ю.И., разработана прошивка для прямого копирования данных из протокола XpressNet в rs232 с небольшой фильтрацией)

  • Написание программы на ПК, для прямой передачи данных к командной станции XpressNet. ( Программа написана, но требует доработки )

  • Разработка декодера для управления стрелками по протоколу NEM ( От декодера пришлось отказаться, его функции перенесены на устройство идентификации)

  • Разработка датчиков положения стрелки, идентификации состава. ( В стадии разработки )

  • Разработка протокола для устройств управления аксессуарами макета. ( В стадии разработки )

  • Разработка устройства состыковки протокола управления аксессуарами и устройства управления XpressNet. ( В стадии разработки )

  • Разработка системы удалённого управления объектами на железной дороге по средствам GSM связи. ( В стадии разработки )

  • Разработка устройств управления освещением и аксессуарами на макете. ( В стадии разработки )

  • Создание методического пособия по лабораторным работам проводимым на макете. ( В стадии разработки )

  • Создание описания и документации по модулям и устройствам всего комплекса. ( В стадии разработки )

Студентов желающих участвовать в проекте ждем в будни в аудитории К-323. Нам пригодится любая ваша помощь!

Новости учебы и науки

Встречи с представителями «Концерна Энергомера»30 апреля 2016 г.
Модернизация программно-аппаратного комплекса “АССОРИ-II”7 мая 2011 г.
Нашу кафедру с двухдневным дружественным визитом (20-21.05.2010) посетил к.т.н., доцент из Санкт-Петербурга Славский Николаевич Глеб8 декабря 2010 г.
Лаборатория «Активных избирательных систем» кафедры САУ7 декабря 2010 г.